JPS61214482A - Manufacture of schottky-barrier type field-effect transistor - Google Patents

Manufacture of schottky-barrier type field-effect transistor

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JPS61214482A
JPS61214482A JP5735385A JP5735385A JPS61214482A JP S61214482 A JPS61214482 A JP S61214482A JP 5735385 A JP5735385 A JP 5735385A JP 5735385 A JP5735385 A JP 5735385A JP S61214482 A JPS61214482 A JP S61214482A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
layer insulating
film
electrode
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP5735385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Kadowaki
門脇 好伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To save the cost of masks while simplifying processes by forming insulating films consisting of two layers to a section, to which a gate electrode must be shaped, on a semiconductor substrate and forming each electrode without photoengraving by using an ion implantation technique, evaporation and a lift-off technique. CONSTITUTION:A semiconductor substrate 1 with an operating layer 2 is employed, an SiO2 film 7 is applied onto the whole surface, an SiN film 8 is applied, and insulating films 8, 7 are etched while using a photo-resist film 6 as a mask through a photoengraving technique. An N<+> region 2b as a low resistor is shaped through an ion implantation technique. The N<+> region 2b is activated, the first layer insulating film 7 is undercut while employing the insulating film 8 as a mask, and a metal having an ohmic contact is applied to form a source electrode 3 and a drain electrode 5. The first layer insulating film 7 is removed through etching, and a metal for a gate electrode is evaporated, and lifted off, thus forming the gate electrode 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、性能と生産性の向上を図ったショットキバ
リア形電界効果トランジスタの製造方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a Schottky barrier field effect transistor with improved performance and productivity.

以下、マイクロ波周波数帯で一般的に使用されているG
aAsF’ET1に例にとって説明する。
Below are the G commonly used in the microwave frequency band.
This will be explained using aAsF'ET1 as an example.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来のGaAs F ETの電極配置l示す平
面図であり、第3図はそのA−A断面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the electrode arrangement of a conventional GaAs FET, and FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A.

これらの図において、1は半絶縁性基板、2はこの半絶
縁性基板1上に形成した動作層、3はポンディングパッ
ド3aYもつソース電極、4はポンディングパッド4a
!もつグー)?lE極、5はポンディングパッド5aY
もつドレイン電極である。
In these figures, 1 is a semi-insulating substrate, 2 is an active layer formed on this semi-insulating substrate 1, 3 is a source electrode having a bonding pad 3aY, and 4 is a bonding pad 4a.
! Motsugu)? lE pole, 5 is the bonding pad 5aY
This is the drain electrode.

ソース電極3、ゲート電極4およびドレイン電極5は動
作層2上に形成し、不賛な部分の動作層2aは除去する
。そして、ソース電極3およびドメイン電極5はこの動
作層2に対してオーム性接触を形成し、ゲート電極4は
動作層2に対してショットキ接合を形成する。またl、
はゲート長、wl はゲート幅である。
A source electrode 3, a gate electrode 4, and a drain electrode 5 are formed on the active layer 2, and undesirable portions of the active layer 2a are removed. The source electrode 3 and the domain electrode 5 then form an ohmic contact with this active layer 2, and the gate electrode 4 forms a Schottky junction with the active layer 2. Also l,
is the gate length and wl is the gate width.

次にこのGaAsFETの従来の製造方法について第4
図(a)〜(h) w参照して説明する。
Next, we will discuss the conventional manufacturing method of this GaAsFET in the fourth section.
This will be explained with reference to Figures (a) to (h).

まず、第4図(a)に示すようK、半絶縁性基板1上に
エピタキシャル成長によって動作層2′Ik形成する。
First, as shown in FIG. 4(a), an active layer 2'Ik is formed on a semi-insulating substrate 1 by epitaxial growth.

そして、この動作層2上にホトンジスト膜6′ik:塗
布した後、第41iV (b) K示すように、ソース
電極およびドメイン電極を形成すべき部分のホ)l/シ
スト膜6を写真製版によって除去する。
After applying a photonist film 6'ik on this active layer 2, as shown in the 41st iV (b) K, the photonist film 6' in the portion where the source electrode and the domain electrode are to be formed is formed by photolithography. Remove.

次に第4図(c) K示すように、オーム性接触を形成
する金属(GaAsに対しては、例えばAuGe合金)
を真空蒸着法により被着する。
Next, as shown in Fig. 4(c) K, a metal forming an ohmic contact (for example, an AuGe alloy for GaAs) is used.
is deposited by vacuum evaporation method.

次に第4図(d)K示すように、ホ)l/シスト膜6を
除去した後、合金化してオーム性接触のソース電極3お
よびドグイン亀m5t−形成する。次に第4図(e)に
示すよ5に、GaAaF E Tの動作に必要な部分の
みホトレジスト膜6で覆い、第4図(f)に示すように
、他の部分をエツチングにより除去した後、ホ)L/シ
スト膜6Y:剥離する。次に第4図(I)に示すようK
、ゲート電極を形成するため、必41だ部分以外なホト
レジスト膜6で覆う。
Next, as shown in FIG. 4(d)K, after removing the l/cyst film 6, alloying is performed to form the source electrode 3 and dog-in contact m5t- of ohmic contact. Next, as shown in FIG. 4(e), only the portions necessary for the operation of the GaAaFET are covered with a photoresist film 6, and as shown in FIG. 4(f), the other portions are removed by etching. , e) L/cyst film 6Y: Peel off. Next, as shown in Figure 4 (I),
, in order to form a gate electrode, cover with a photoresist film 6 except for the necessary portion 41.

次に第4図(h) K示すように、真空蒸着法により、
AI などのゲート用金属を蒸着し、ホトレジスト膜6
を剥離し、GaAsFETの製造工程を終了する。
Next, as shown in Figure 4 (h) K, by vacuum evaporation method,
A gate metal such as AI is deposited and a photoresist film 6 is formed.
is peeled off, and the manufacturing process of the GaAsFET is completed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このGaAs F E Tの性能は第3図に示したゲー
ト長1.  の効果とソース電極3とドレイン電極5間
の寄生抵抗の効果に支配されることが知られている。【
、たがって、ゲート長49 ’lk短かくし、かつ寄生
抵抗を減らすことがGaAsFETの性能向上に有効で
あるが、従来の製造方法では、写真製版時に於ける寸法
精度の制約により、ゲート長1゜を短かくした場合、生
産性が悪くなる欠点があった。さらK、寄生抵抗な減ら
すためにソース電極3とドメイン電極5間の距離を細め
る方法を採用するにしても、ゲート電極4の写真製版時
の重ね合わせが非常に困難となり、生産上に於いて問題
となっていた。
The performance of this GaAs FET is determined by the gate length 1. It is known that this is dominated by the effect of parasitic resistance between the source electrode 3 and the drain electrode 5. [
Therefore, it is effective to shorten the gate length by 49'lk and reduce the parasitic resistance in order to improve the performance of GaAsFETs.However, in the conventional manufacturing method, due to dimensional accuracy constraints during photolithography, the gate length is reduced to 1°. If the length is shortened, there is a drawback that productivity deteriorates. Furthermore, even if a method is adopted to reduce the distance between the source electrode 3 and the domain electrode 5 in order to reduce the parasitic resistance, overlapping the gate electrode 4 during photolithography will be extremely difficult, resulting in production problems. It was a problem.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、従来の製造方法のよ5に、写真製版技術によって
電極パターンを形成することなく、いわゆるセルフ7ラ
イン技術を利用したGaAsFETの製造方法を提供す
るものである。
This invention has been made to solve these problems, and is a method for manufacturing GaAsFETs using so-called self-seven line technology, without forming electrode patterns by photolithography as in conventional manufacturing methods. It provides:

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明によるGaAsFETの製造方法は、まず、半
導体基板上のゲート電極を形成しようとする部分に2層
の絶縁膜を形成し、イオン注入技術と蒸着、リフトオフ
技術を用いて、各電極を写真製版することなしに形成づ
るものである。
The method for manufacturing a GaAsFET according to the present invention is to first form a two-layer insulating film on a portion of a semiconductor substrate where a gate electrode is to be formed, and then photolithography each electrode using ion implantation technology, vapor deposition, and lift-off technology. It is something that is formed without doing anything.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、絶縁膜の形成時のみ写真製版技術
を適用するだけで、その後には、絶縁膜を位置決めに用
いたセルファジイン技術で製造されている。・そして、
ゲート電極は下層の絶縁膜が77ダカツトされているた
めに短かいゲート長を簡単に形成することができる。ま
たソースおよびドレイン部分はイオン注入による低抵抗
領域が形成されるため寄生抵抗が低減される。
In this invention, the photolithography technique is applied only when forming the insulating film, and thereafter, the insulating film is manufactured by the self-fading technique using the insulating film for positioning. ·and,
Since the gate electrode has an underlying insulating film cut by 77 degrees, a short gate length can be easily formed. Further, since low resistance regions are formed in the source and drain portions by ion implantation, parasitic resistance is reduced.

〔実施例〕〔Example〕

第1図C&)〜(I)は、この発明の一実施例によるG
aAsFETの製造工程を示す断面図である。
FIG. 1 C&) to (I) are G
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of aAsFET.

第1図C&)は従来の場合と同様に半絶縁性基板1上に
形成された動作層2を有する半導体基板を用い、第1層
絶縁膜7として、例えば5i02などを全面に被着し、
さらに第1層絶縁膜7と異なる第2層絶縁膜(例えばS
iN膜)81を第2層絶縁膜の上に被着する。次に第1
図(b)に示すように、ホトレジスト膜6を塗布し、写
真製版技術により、ゲート電極を形成しようとする部分
以外のホトレジスト膜61に除去し、残ったホトレジス
ト膜6をマスクとして第2層および第1層絶縁膜8.7
をエツチングする。次に第1図(a)に示すように、ホ
トレジスト膜6を除去した後、イオン注入技術により、
低抵抗となるn中領域2b’Y形成する。
In FIG. 1 C&), a semiconductor substrate having an active layer 2 formed on a semi-insulating substrate 1 is used as in the conventional case, and a film such as 5i02 is deposited on the entire surface as the first layer insulating film 7.
Further, a second layer insulating film (for example, S
An iN film 81 is deposited on the second layer insulating film. Next, the first
As shown in Figure (b), a photoresist film 6 is applied and removed by photolithography to the photoresist film 61 other than the part where the gate electrode is to be formed, and the remaining photoresist film 6 is used as a mask to form the second layer and First layer insulating film 8.7
etching. Next, as shown in FIG. 1(a), after removing the photoresist film 6, by ion implantation technology,
An n medium region 2b'Y having low resistance is formed.

続いて、n+領域2b’に活性化させた後に、第1図(
d)K示すように、第2層絶縁膜8をマスクとし第1層
絶縁膜yt−アンダカットした後、従来と同様にオーム
性接触を有する金属を被着し、ソース電極3とトンイン
電極5を形成する。次に第1図(e)に示すように、第
2層絶縁膜8を除去(1、合金化処j!lt’してオー
ム性接触を形成した後、全面にホ)l/レスト膜6を員
布して表面を平担化させる。次に第1図(f)K示すよ
うに、ドライエツチングによりホトレジスト膜6を第1
層絶縁膜70表面が露出するまでエツチングを行う。
Subsequently, after activating the n+ region 2b', as shown in FIG.
d) As shown in K, after undercutting the first layer insulating film yt using the second layer insulating film 8 as a mask, a metal having ohmic contact is deposited as in the conventional method, and the source electrode 3 and the tunnel electrode 5 are form. Next, as shown in FIG. 1(e), the second layer insulating film 8 is removed (1, after alloying treatment j!lt' is performed to form an ohmic contact, the entire surface is covered with the l/rest film 6). to flatten the surface. Next, as shown in FIG. 1(f)K, the first photoresist film 6 is removed by dry etching.
Etching is performed until the surface of the layer insulating film 70 is exposed.

この後、第1層絶縁膜7tエツチングにて除去し、ゲー
ト電極用金属を蒸着後、リフトオフすることでゲート電
極4が形成され、GaAsFETの製造工程が終了し、
第1図(p)に示す状態となる。
After that, the first layer insulating film 7t is removed by etching, and after the gate electrode metal is vapor deposited, the gate electrode 4 is formed by lift-off, and the manufacturing process of the GaAsFET is completed.
The state shown in FIG. 1(p) is reached.

上記のように製造されたGaAa FETでは、絶縁膜
な第1.第2の2層に形成し、下層の絶縁膜がアンダカ
ツトされ、残った部分にゲート電極を形成することから
、短かいゲート長1.を容易に実現でき、また各工程で
はセルフ7ライン技術によるため従来のように写真製版
が不要となる。
In the GaAa FET manufactured as described above, the first . Since the gate electrode is formed in the second two layers, the lower insulating film is undercut, and the gate electrode is formed in the remaining part, the gate length is short. can be easily realized, and each process uses self-sufficient 7-line technology, eliminating the need for conventional photolithography.

なお、上記実施例ではGaAsを用いたFETについて
説明したが、他の半導体についても一様の効果を奏する
ものである。
In the above embodiment, an FET using GaAs has been described, but the same effect can be obtained with other semiconductors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明したとおり、まず最初にゲート電極
を形成しようとすべき部分のみ2層の絶縁膜を残し、そ
れをマスクとしてイオン注入した後、下層の絶縁膜をア
ンダカットし、ソースおよびトンイン電極をセルファジ
インで形成し、最後に1層絶縁膜に変えてグー)[極を
形成する。この結果、ソース・ ドレイン電極間の寄生
抵抗は小さく、ゲート長1.の短かい高性能なGaAs
 F ETV生産性良く製造することができる。さらに
、写真製版を必要としないために、マスクの費用。
As explained above, in this invention, first, a two-layer insulating film is left only in the area where the gate electrode is to be formed, and after ion implantation is performed using this as a mask, the lower insulating film is undercut, and the source and tunnel insulating films are implanted. Form the electrode with cellufadiene, and finally change to a single-layer insulating film to form the electrode. As a result, the parasitic resistance between the source and drain electrodes is small, and the gate length is 1. High performance GaAs with short
FETV can be manufactured with high productivity. Additionally, the cost of the mask because it does not require photolithography.

工程の簡略化により低コスト化がはかれる等の効果があ
る。
There are effects such as cost reduction due to process simplification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)〜(I)はこの発明の一実施例を示す製造
工程の断面図、第2図は従来のGaAsFETの電極配
置1を示す平面図、第3図は第2−のA−A線における
断面図、第4図は従来のGaAaFETの製造方法を示
す工程図である。 図中、1は半絶縁性基板、2は動作層、3はソース電極
、4はゲート電極、5はトンイン電極。 6はホトレジスト膜、Tは第1層絶縁膜、8は第2層絶
縁膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Figures 1 (a) to (I) are cross-sectional views of the manufacturing process showing one embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view showing the electrode arrangement 1 of a conventional GaAsFET, and Figure 3 is A of 2-A. A cross-sectional view taken along line -A and FIG. 4 are process diagrams showing a conventional method for manufacturing a GaAaFET. In the figure, 1 is a semi-insulating substrate, 2 is an active layer, 3 is a source electrode, 4 is a gate electrode, and 5 is a tunnel electrode. 6 is a photoresist film, T is a first layer insulating film, and 8 is a second layer insulating film. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  半絶縁性基板およびその上に形成された動作層を有す
る半導体基板上に第1層絶縁膜と第2層絶縁膜を形成す
る工程と、ソースおよびドレイン電極を形成する部分の
前記第1層および第2層絶縁膜を除去する工程と、この
除去された部分にイオン注入技術により、低抵抗領域を
形成する工程と、残された第1層絶縁膜を第2層絶縁膜
をマスクとしてアンダカツトする工程と、この上からソ
ースおよびドレイン電極金属を蒸着し、リフトオフ技術
により、ソースおよびドレイン電極を形成する工程と、
前記残された第1層および第2層絶縁膜を除去し、全面
にホトレジスト膜を塗布する工程と、前記ホトレジスト
膜を前記第1層絶縁膜まで除去した後前記第1層絶縁膜
を除去し、その部分をゲート形成領域として、ゲート金
属を蒸着し、リフトオフによりゲート電極を形成する工
程とを含むことを特徴とするシヨツトキバリア形電界効
果トランジスタの製造方法。
forming a first layer insulating film and a second layer insulating film on a semiconductor substrate having a semi-insulating substrate and an active layer formed thereon; A step of removing the second layer insulating film, a step of forming a low resistance region in the removed portion by ion implantation technology, and undercutting the remaining first layer insulating film using the second layer insulating film as a mask. a step of depositing source and drain electrode metals thereon and forming source and drain electrodes by a lift-off technique;
removing the remaining first and second layer insulating films and coating the entire surface with a photoresist film; and removing the first layer insulating film after removing the photoresist film up to the first layer insulating film. A method for manufacturing a shot-barrier field effect transistor, comprising the steps of: using that portion as a gate formation region, depositing a gate metal, and forming a gate electrode by lift-off.
JP5735385A 1985-03-19 1985-03-19 Manufacture of schottky-barrier type field-effect transistor Pending JPS61214482A (en)

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